@牛顿：万万没想到，咱家狗子也能发现反物理现象！

2022 年 1 月 5 日 学术头条

撰文：朱哼哼
编审：王哈哈
排版：李雪薇

相比于高冷独立的猫，温顺懂事的狗更亲近和依赖人类，因此深得人们的喜爱。同时，在日常生活中，由于狗非常乐意与人交流，人们可以轻松地对它进行训练。所以，在日常生活中，人们普遍认为狗是一种非常聪明的动物。

不过，也有人认为，聪明是一个相对的概念，人们之所以认为狗很聪明，是因为狗相比于其他动物更通人性，可以了解人类的喜怒哀乐。而单纯从智力角度来看，狗并不见得会很聪明，毕竟狗的脑容量还没有猪高。

近日，来自维也纳大学的研究人员发现，虽然狗的脑容量不算大，但是依旧很聪明。

通过实验，研究人员首次证实， 狗可以清楚地认识客观世界的物理规律，且具备基本的因果关系鉴别能力。 据悉，此前人们仅在婴儿和成年黑猩猩中观察到这一现象，而成年黑猩猩被是地球上最聪明的动物之一。

对此，本研究通讯作者维也纳大学兽医学博士 Christoph Völter 表示，“这一研究并不意味着狗真的了解客观世界的物理规律，这一研究反应的是一种直觉，好比对客观环境有所期望那样，一旦环境表现出与物理规律冲突，狗的期望就会被打破。”

相关研究以“Dogs' looking times and pupil dilation response reveal expectations about contact causality”为题，发表在“Biology Letters”杂志上。

狗，人类忠实的朋友

自 2-4 万年前，生活在欧亚大陆的人类首次成功将狼驯化成狗以来，狗早已成为人类的好朋友，对于人类的生产生活起到了重要作用。

首先是充当猎犬，虽然变成了狗，但其狼族天赋仍在，稳定奔跑时速达 35 km，突击时最高可达 70 公里，几乎与狮子相当。同时，狗的咬合力高达 700 IBS，甚至比美洲狮的 691 IBS 略高一筹。因此，在很长一段时间内，狗都是人类捕猎的好帮手。

此后，经过训练，狗又具备了管理其他动物的能力，例如牧羊犬可以靠奔跑来驱赶羊群，柯基可以通过咬牛的脚跟来驱赶牛群，甚至可以在牛背间跳跃。

此外， 随着社会的发展，狗的工作更是进一步被细分 ，例如看家护院的中华田园犬，各种具备专业技能的工作犬，包括警犬、军犬、消防犬、救护犬、救灾犬、导盲犬以及宠物犬等等，这些具有不同分工的狗狗给予了人类生活极大的帮助。

（来源：Pixabay）

近年来，随着科学的进步，人类对狗的研究进一步深入， 越来越多的研究发现，狗比人类想象的要聪明。

例如，早在 2004 年，美国《科学》周刊上发表的一项研究表明，德国莱比锡一只名叫“里科”的边境牧羊犬可以理解 200 个单词并精确执行口头命令。

同时，此前有研究人员在对数百只狗进行试验后发现，狗虽然可以被训练听从陌生人的建议，但是依旧保留了自我鉴别能力。当实验人员对狗撒谎，或者狗判断出实验人员的建议不具备被参考价值时，狗就会选择忽视人类的建议。也就是说， 狗是可以识别人类的谎言的。

不仅如此，近期埃特沃斯洛兰大学专门研究犬类认知的一个研究小组还发现，狗虽然无法直接理解人类的语言，但是狗可以通过感知人类的语气以及说话时的停顿，来理解人类的语言含义。据悉，这一能力此前仅在人类婴儿中证实，尚未在人类哺乳动物中发现。

狗居然还能识别物理规律

狗虽然聪明，但毕竟不是人类。人类很小的时候就可以通过因果关系来认识环境，了解物理规律，例如，手中玩具无论怎么扔都会掉到地上等等。此前，人们仅在灵长类动物黑猩猩身上发现了相同的现象，而对于非灵长类动物了解甚少。

为了了解人类的好朋友——狗，是否也如此聪明具备同样的能力，维也纳大学的研究人员将用于人类婴儿研究的眼动追踪系统进行改造以适用于狗。同时，研究人员训练狗观看 3D 动画，这些动画有的遵守牛顿运动定律，有的不遵守，在狗狗观看动画的同时，研究人员会记录狗的反应。

（来源：Pixabay）

这些动画主要涉及球类运动，这些球以不同的方式弹跳，包括施加外力，或不施加外力情况下的跳动。结果研究人员发现， 当球的运动违反物理规律时，狗会明显感到惊讶，瞳孔显著变大。

具体来说，在试验过程中，研究人员训练了 14 只成年边境牧羊犬，将其放在眼动追踪设备上观看动画。这些动画以随机顺序播放，其中有的动画显示一个运动的球撞向静止的球，撞击后第一个球停止另一个球运动。而另一个动画则显示，当一个球还未撞到静止的球时，它就开始自行滚动了，这显然不符合逻辑。

图 | 狗狗能注意到动画违反物理定律（来源：Biology Letters）

研究小组发现，在观看视频时，狗的反应和黑猩猩非常相似，它的眼睛会持续盯着不合逻辑运动的球，同时瞳孔扩张以表示出“不可思议”。这意味着，狗似乎了解这种运动方式不符合物理世界的规律。

对于这一现象，研究人员认为，狗对物理规律具有直觉上的期待。也就是说，在狗看来，第一个是视频中球受到撞击后再运动是符合自己经验的，而当第二个视频出现时，球的运动方式超出了它的理解范畴，因此表现出震惊，它期待人类能给它一个合理的解释。

这一发现无疑令人惊讶，毕竟对于人类而言，狗始终是低等级的动物，而球撞击后才能运动这种通过因果关系认识物理环境的现象，一直被认为是人类以及某些灵长类动物所特有的。

总的来说，自狗被人类驯化至今已有数万年时间，在此期间人类与狗紧密合作相互依存。本研究结果表明，作为人类的好朋友，狗不仅仅是因为与人类亲近才显得聪明，它们其实是真的很聪明，对于客观世界的物理规律以及因果关系都有一定的认知。

参考资料：
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsbl.2021.0465#RSBL20210465F1
https://phys.org/news/2021-12-dogs-animations-violate-laws-physics.html#google_vignette

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